橡膠瀝青路面主要結(jié)構(gòu)類型與工程應(yīng)用

橡膠瀝青路面

主要結(jié)構(gòu)類型與工程應(yīng)用山東大山路橋工程有限公司陳際江總經(jīng)理一 廢舊輪胎資源化我國(guó)公路交通的發(fā)展改革開(kāi)放促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力有了很大的增強(qiáng)，2008年GDP位于世界第3位，外匯儲(chǔ)備達(dá)到1.95萬(wàn)億美元，為世界上最多的國(guó)家。高速公路迅速發(fā)展，到2008年建成高速公路6.03萬(wàn)公里, 一年中增加了6433公里。在長(zhǎng)三角、珠三角以及渤海灣地區(qū)已基本形成四通八達(dá)的公路交通網(wǎng)。廢舊輪胎對(duì)環(huán)境的污染道路交通事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)汽車保有量大幅增加，2009年3月達(dá)6689.8萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到7167萬(wàn)輛。2006年廢輪胎已達(dá)到1.4億條，約合360萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到2億條，約合520萬(wàn)噸。大量的廢輪胎堆積造成環(huán)境污染。

廢膠對(duì)環(huán)境造成污染過(guò)去曾采取焚燒輪胎，造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染；以后又采取深埋處理，同樣造成對(duì)地下水等環(huán)境的污染。近年來(lái)有采用輪胎提煉汽油，無(wú)法避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。我國(guó)橡膠資源相對(duì)短缺我國(guó)生膠資源相對(duì)短缺，但消費(fèi)量很。2004年我國(guó)消費(fèi)生膠420萬(wàn)噸，其中60％用于輪胎生產(chǎn)。橡膠是戰(zhàn)略物資，我國(guó)生膠消耗量的70％依賴進(jìn)口，每年幾乎超過(guò)120萬(wàn)噸，合成膠60萬(wàn)噸。預(yù)測(cè)2010年我國(guó)僅汽車工業(yè)需求橡膠達(dá)到71.6萬(wàn)噸，到2020年將達(dá)到163萬(wàn)噸。道路建設(shè)對(duì)橡膠材料的需求鋪筑改性瀝青路面需要消耗大量的熱塑性橡膠SBS材料，近年來(lái)全國(guó)每年使用改性瀝青達(dá)120萬(wàn)噸，用于建設(shè)高速公路、城市道路、機(jī)場(chǎng)道面，消耗可觀的SBS聚合物材料。SBS聚合物是石油產(chǎn)品，為生產(chǎn)SBS聚合物一年消耗石油約20萬(wàn)噸。廢輪胎橡膠資源化利用利用磨細(xì)輪胎粉修筑瀝青路面，在上世紀(jì)五六十年代許多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始研究與應(yīng)用。美國(guó)的亞利桑那州、喬治亞州、佛羅利達(dá)州將磨細(xì)膠粉配制成橡膠瀝青，鋪筑應(yīng)力吸收層，或鋪筑橡膠瀝青路面。南非、英國(guó)等國(guó)家也有橡膠瀝青應(yīng)用的報(bào)道。我國(guó)橡膠瀝青的研究與應(yīng)用在上世紀(jì)80年代初，同濟(jì)大學(xué)與江西公路局合作，采用30目膠粉，摻入勝利100號(hào)瀝青，在2-3級(jí)公路鋪筑橡膠薄層瀝青路面，到90年累計(jì)達(dá)400多公里，對(duì)改善當(dāng)時(shí)公路行車條件起了積極作用。90年代后又與杭州市公路局、常州市政等單位合作，積極推廣橡膠瀝青的應(yīng)用。90年代中期，PE、SBS改性瀝青的研發(fā)與廣泛應(yīng)用，使橡膠瀝青的研究與應(yīng)用被擱置起來(lái)。近十年來(lái)，人們進(jìn)一步提高對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源的循環(huán)利用的認(rèn)識(shí)，積極開(kāi)展橡膠瀝青的研究與應(yīng)用，在全國(guó)形成了很大的反響。

廢膠資源化再利用，建設(shè)生態(tài)文明

積極開(kāi)展研究，將廢舊輪胎作為資源進(jìn)行再利用，生產(chǎn)橡膠瀝青，在很大程度上取代SBS改性瀝青，不僅減少了環(huán)境污染，減少資源消耗，而且符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排的要求，有利于建設(shè)生態(tài)文明。可以說(shuō)這為廢舊輪胎找到了最好的出路。

橡膠瀝青研究與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化近年來(lái)我們還高興地看到，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)橡膠瀝青產(chǎn)業(yè)化的專業(yè)性企業(yè)，如山東大山路橋工程有限公司、天津及江蘇等地廠家。這些專業(yè)化公司的出現(xiàn)，為橡膠瀝青的推廣應(yīng)用起著積極的作用，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。二 橡膠瀝青的主要特性膠粉利用的方法濕法工藝（wet process)

（1）濕法是將磨細(xì)的膠粉按一定比例加入熱熔的瀝青中，在一定溫度下經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璩蔀橄鹉z瀝青,作為瀝青結(jié)合料使用。（2）橡膠粉對(duì)瀝青具有增粘和改性作用，在許多場(chǎng)合下可以替代常規(guī)改性瀝青。

橡膠瀝青的制備橡膠粉的粒度選擇（1）20目粒度粗，成本低，能保持橡膠的彈性，但易發(fā)生沉淀。（2）80目粒度細(xì)，易與瀝青相融合，不易發(fā)生沉淀，但橡膠顆粒彈性性質(zhì)較差；（3）40-60目，粒度適中，既能與瀝青較好的融合，又能保持一定的彈性性質(zhì)，也不易發(fā)生沉淀。

粒度對(duì)橡膠瀝青性質(zhì)的影響對(duì)不同粒度橡膠瀝青制備過(guò)程中粘度變化觀察，采用15目與100目粘度最低，30目與60目較高。

橡膠瀝青粘度與膠粉粒度的關(guān)系

膠粉粒度的選擇根據(jù)橡膠瀝青的用途選擇不同粒度的膠粉。用于鋪筑橡膠瀝青薄膜（封層）、拌制開(kāi)級(jí)配而又不用或少用礦粉的橡膠瀝青混合料，必須配制高劑量、高粘度橡膠瀝青，采用20-30目粗粒度膠粉。用于拌制間斷級(jí)配SMA混合料，使用較多礦粉，宜采用40-60目膠粉。用于鋪筑密級(jí)配橡膠瀝青混合料，宜使用80-100目精細(xì)膠粉。橡膠粉的劑量確定橡膠粉的劑量應(yīng)根據(jù)用途、道路等級(jí)、基質(zhì)瀝青稠度等因素確定，其變化范圍為15％～30％（外摻），大致可分為：

(1)橡膠瀝青薄膜（封層），膠粉用量約為25％～30％

(2)開(kāi)級(jí)配瀝青磨耗層，膠粉用量約為20％～25％

(3)間斷級(jí)配SMA路面，膠粉用量約為15％～20％

(4)開(kāi)級(jí)配混合料應(yīng)力吸收層，膠粉用量約為25％～30％

橡膠瀝青制備的溫度橡膠瀝青制備需要在較高溫度下進(jìn)行，橡膠發(fā)生溶脹，并與瀝青發(fā)生一定化學(xué)反應(yīng)。但試驗(yàn)表明，溫度太高，不僅能源消耗大，而且橡膠發(fā)生裂解，使粘度降低，瀝青也易老化。制備溫度控制在175℃-180℃比較適宜。

橡膠瀝青攪拌時(shí)間橡膠瀝青在制備過(guò)程中，適宜的攪拌時(shí)間為60-80min。時(shí)間再長(zhǎng)則粘度反而下降，這主要是由于橡膠發(fā)生了裂解。橡膠瀝青制備一般無(wú)需使用膠體磨研磨。橡膠三瀝青三的性三質(zhì)橡膠三瀝青三的粘三溫關(guān)三系曲三線橡膠三瀝青三的性三能三三橡膠三瀝青三路面三的主三要結(jié)三構(gòu)類三型目前三橡膠三瀝青三應(yīng)用三的主三要類三型就目三前來(lái)三說(shuō)，三橡膠三瀝青三主要三適用三于礦三料間三隙率三（V三MA三)三比較三大的三間斷三級(jí)配三混合三料中三，不三適宜三于密三級(jí)配三混合三料。三這三是因三為橡三膠瀝三青比三較粘三稠，三粘附三性好三，集三料表三面瀝三青三膜比三較厚三，瀝三青三用量三大反三而影三響其三熱穩(wěn)三性。目前三主要三有三三種使三用方三式：1）三AR三-A三C-三13三(斷三級(jí)配三橡膠三瀝青三混合三料）2）三AR三-S三MA三-1三3（三橡膠三瀝青三馬蹄三脂碎三石）3）三AR三-S三AM三I（三橡膠三瀝青三應(yīng)力三吸收三層)1）三斷級(jí)三配橡三膠瀝三青混三凝土三（A三R-三AC三-1三3)目前三主要三借鑒三美國(guó)三亞利三桑那三州的三做法三（包三括技三術(shù)方三法與三標(biāo)三準(zhǔn)）三，其三特點(diǎn)三是：1）三使用三較粗三的橡三膠粉三（如三20三目）三；2）三粗集三料含三量高三達(dá)7三0％三（形三成骨三架）三；3）三少用三或不三用礦三粉；4)三橡三膠瀝三青用三量為三％；5）三空隙三率三4.三5％三～6三.5三％（三形三成密三實(shí)結(jié)三構(gòu)）4）三動(dòng)穩(wěn)三定度三達(dá)3三50三0次三/m三m。1）三斷級(jí)三配橡三膠瀝三青混三凝土三（A三R-三AC三-1三3)優(yōu)點(diǎn)：1三）粗三料比三例高三，路三面粗三糙，三抗滑三性好三；2三）使三用較三粗三膠粉三，膠三粉成三本低三；3三）橡三膠瀝三青用三量高三，低三溫抗三裂性三和三耐疲三勞性三能好三。缺點(diǎn)：1三）不三用或三少用三礦粉三，而三VM三A大三，依三靠橡三膠瀝三青結(jié)三合料三填三充空三隙，三致使三結(jié)合三料用三量高三，影三響高三溫穩(wěn)三定性三，也三使三成本三提高三；2三）橡三膠粉三摻量三高，三瀝青三粘度三大，三拌和三攤?cè)伇热^困三難。適用三范圍：1三）城三市快三速干三道；三2）三機(jī)場(chǎng)三高速三公路三；3三）中三輕交三通三道路三；4三）一三級(jí)以三下公三路。2）三間斷三級(jí)配三SM三A－三13我國(guó)三各地三已具三備采三用S三BS三改性三瀝青三鋪筑三SM三A路三面的三經(jīng)驗(yàn)三，三可以三應(yīng)用三橡膠三瀝青三取代三SB三S改三性瀝三青，三達(dá)到三降低三成本三的三目的三。其三主要三特點(diǎn)三：1）三使用三相對(duì)三較細(xì)三的橡三膠粉三（4三0-三60三目）2）三粗集三料用三量達(dá)三70三％；3）三必須三使用三礦粉三，用三量約三為1三0％三左右三；4）三橡膠三瀝青三用量三約比三常規(guī)三多0三.5三％左三右；5）三形成三骨架三密實(shí)三結(jié)構(gòu)三，路三用性三能優(yōu)三良。2）三間斷三級(jí)配三SM三A－三13優(yōu)點(diǎn)：1）三高溫三穩(wěn)定三性好三；2三）耐三疲勞三性能三好；3）三低溫三抗裂三性好三；4三）瀝三青用三量相三對(duì)較三少；5）三可以三不使三用纖三維，三故成三本相三對(duì)較三低。缺點(diǎn)：1）三對(duì)集三料要三求較三高；三2）三需要三認(rèn)真三做好三設(shè)計(jì)三。適用三范圍：1）三高速三公路三、一三級(jí)公三路；三2）三城市三干道三；3）三重交三通道三路3）三橡膠三瀝青三碎石三封層三（應(yīng)三力吸三收層三）橡膠三瀝青三碎石三封層三是借三鑒美三國(guó)亞三利桑三那州三經(jīng)驗(yàn)三，三引進(jìn)三到我三國(guó)的三。其三特點(diǎn)三是：1）三使用三較粗三的橡三膠粉三（2三0目三）；2）三膠粉三含量三高達(dá)三25三-3三0％三（外三摻）三；3）三橡膠三瀝青三制備三溫度三很高三，約三20三0℃三左右三；4）三需要三使用三專門三設(shè)備三進(jìn)行三噴灑3）三橡膠三瀝青三碎石三封層三（應(yīng)三力吸三收層三）適用三范圍：1）三水泥三混凝三土路三面改三造時(shí)三，鋪三設(shè)在三表面三，作三為三應(yīng)力三吸收三層，三防止三反射三裂縫三；2）三高速三公路三半剛?cè)曰龑拥娜鈱尤?，增三?qiáng)抗三反射三裂三縫的三能力三；3)三用三作混三凝土三橋面三的防三水粘三結(jié)層三；4）三作為三低等三級(jí)道三路的三瀝青三面層三，相三當(dāng)于三表面三處三治路三面。四三干三法橡三膠瀝三青混三合料組成三結(jié)構(gòu)三與特三性干法三工藝三的特三點(diǎn)干法三工藝（d三ry三p三ro三ce三ss三)（1三）干三法是三將橡三膠顆三粒直三接加三入拌三缸，三與集三料混三合，三加三工成三瀝青三混合三料。（2三）能三大量三消耗三廢輪三胎，三但對(duì)三瀝青三沒(méi)有三改性三作用三；（3三）工三藝簡(jiǎn)三單無(wú)三需添三加設(shè)三備；（4三）設(shè)三計(jì)不三當(dāng)路三面易三松散三，必三須采三取針三對(duì)性三設(shè)計(jì)三。（5三）干三法主三要用三于鋪三筑降三噪瀝三青路三面；干法三工藝三的基三本思三路使用三橡膠三顆粒三的目三的:1）三消耗三廢舊三輪胎三，解三決廢三輪胎三處置三；2）三不要三求對(duì)三瀝青三性能三起改三善作三用；3）三為改三善路三面某三種功三能，三如提三高瀝三青路三面的三彈性三與三阻尼三性質(zhì)三，達(dá)三到降三低交三通噪三聲的三目的三。干法三工藝三基本三思路三:1)三橡三膠顆三粒宜三粗不三宜細(xì)三，如三采用三1-三3m三m顆三粒；2）三摻量三宜多三不宜三少，三如2三％～三3％三；3）三橡膠三顆粒三作為三集料三空隙三的填三充料三。干法三橡膠三瀝青三路面三結(jié)構(gòu)干法三橡膠三瀝青三路面三的關(guān)三鍵是三要防三止出三現(xiàn)松三散。干法三工藝三要取三得成三功的三技術(shù)三關(guān)鍵三：（1三）橡三膠瀝三青混三合料三形成三骨架三密實(shí)三結(jié)構(gòu)三；（2三）集三料級(jí)三配必三須采三用完三全斷三級(jí)配三；（3三）采三用粘三度較三高的三瀝青三材料三以形三成較三強(qiáng)的三粘聚三力；（4三）橡三膠顆三粒最三好加三以預(yù)三處理三。設(shè)計(jì)三的技三術(shù)關(guān)三鍵采用三完全三的斷三級(jí)配三，以三留出三一定三的空三間。結(jié)合三料采三用改三性瀝三青，三或在三瀝青三中添三加天三然瀝三青三，以三提高三粘聚三力。解決三了干三法橡三膠瀝三青混三合三料壓三實(shí)困三難，三強(qiáng)度三不高三，成三型后三發(fā)生三膨脹三等三問(wèn)題三。干法三橡膠三瀝青三混合三料的三基本三性質(zhì)干法三橡膠三瀝青三混合三料的三力學(xué)三性質(zhì)干法三橡膠三瀝青三混合三料的三聲學(xué)三特性五三橡膠三瀝青三的工三程應(yīng)三用橡膠三瀝青三的生三產(chǎn)橡膠三瀝青三路面三施工三，最三重要三的就三是首三先要三加工三橡膠三瀝三青，三總體三來(lái)說(shuō)三它與三SB三S改三性瀝三青生三產(chǎn)有三所不三同。橡膠三粉在三瀝青三中，三需要三在高三溫條三件下三充分三溶脹三，并三產(chǎn)生三復(fù)三雜的三物理三與化三學(xué)反三應(yīng)，三膠粉三發(fā)生三部分三脫硫三、降三解，三恢三復(fù)一三定生三膠性三質(zhì)，三對(duì)瀝三青起三到改三性作三用。橡膠三粉在三溶脹三過(guò)程三中，三體積三發(fā)生三膨脹三。橡膠三粉在三瀝青三中形三成三三維空三間網(wǎng)三絡(luò)結(jié)三構(gòu)，三橡膠三瀝青三表現(xiàn)三出三高粘三度、三高彈三性的三特征三性能三。橡膠三瀝青三生產(chǎn)三的設(shè)三備為保三證橡三膠瀝三青產(chǎn)三品的三質(zhì)量三，橡三膠瀝三青最三好采三用三專用三的橡三膠瀝三青生三產(chǎn)設(shè)三備進(jìn)三行生三產(chǎn)。橡膠三瀝青三制備三的設(shè)三備有三一個(gè)三逐步三發(fā)展三的過(guò)三程。三現(xiàn)三在常三人們?nèi)栌萌a(chǎn)三SB三S改三性瀝三青的三設(shè)備三進(jìn)行三加三工，三但發(fā)三現(xiàn)并三不完三全適三合，三因此三需要三針對(duì)三橡三膠瀝三青的三特點(diǎn)三研發(fā)三專用三的橡三膠瀝三青生三產(chǎn)設(shè)三備，三這三種情三況在三國(guó)外三也是三如此三。國(guó)內(nèi)三橡膠三瀝青三生產(chǎn)三設(shè)備三的發(fā)三展近年三來(lái)隨三著國(guó)三內(nèi)橡三膠瀝三青逐三步得三到推三廣應(yīng)三用，三國(guó)內(nèi)三有的三企業(yè)三為了三適應(yīng)三道路三施工三流動(dòng)三大的三特點(diǎn)三，在三原有三設(shè)備三的基三礎(chǔ)上三，研三究分三析了三橡膠三瀝青三的特三點(diǎn)，三結(jié)合三我國(guó)三國(guó)情三，實(shí)三現(xiàn)了三橡膠三瀝青三生產(chǎn)三設(shè)備三的國(guó)三產(chǎn)化三。其中三具有三代表三性的三設(shè)備三有山三東大三山路三橋工三程有三限公三司開(kāi)三發(fā)的三膠粉三改性三瀝青三加工三設(shè)備三。山東三大山三路橋三工程三有限三公司三設(shè)備山東三大山三路橋三工程三有限三公司三設(shè)備三的特三點(diǎn)1、三全三套液三位、三溫度三和壓三力控三制元三件，三通過(guò)三電腦三自動(dòng)三調(diào)節(jié)三瀝青三泵轉(zhuǎn)三速和三改性三劑進(jìn)三料速三率，三確保三配比三精確三和不三會(huì)溢三罐，三真正三實(shí)現(xiàn)三不間三斷生三產(chǎn)，三即可三生產(chǎn)三膠粉三瀝青三亦可三生產(chǎn)三SB三S改三性瀝三青。2三、專三有設(shè)三計(jì)膠三粉活三化處三理技三術(shù)及三裝置三，對(duì)三膠粉三進(jìn)行三表面三活化三處理三，顯三著降三低膠三粉瀝三青生三產(chǎn)溫三度（三生產(chǎn)三溫度三≤1三85三攝氏三度）三，并三充分三考慮三因添三加膠三粉導(dǎo)三致的三閃點(diǎn)三及燃三點(diǎn)降三低引三起的三安全三隱患三。3三、對(duì)三膠粉三進(jìn)行三除臭三處理三，對(duì)三尾氣三進(jìn)行三凈化三處理三，環(huán)三保排三放，三實(shí)現(xiàn)三環(huán)保三生產(chǎn)三。4、三獨(dú)三有的三膠粉三改性三瀝青三穩(wěn)定三劑，三有效三解決三儲(chǔ)存三穩(wěn)定三性，三確保三膠粉三改性三瀝青三貯存三穩(wěn)定三性。5三、與三同濟(jì)三大學(xué)三技術(shù)三合作三，確三保膠三粉改三性瀝三青生三產(chǎn)技三術(shù)及三應(yīng)用三技術(shù)三的及三時(shí)更三新，三提供三最先三進(jìn)的三技術(shù)三支持三，確三保您三在該三行業(yè)三的領(lǐng)三先優(yōu)三勢(shì)。6三、只三進(jìn)行三閥門三切換三，泵三和磨三連續(xù)三運(yùn)行三，真三正實(shí)三現(xiàn)不三間斷三生產(chǎn)三，有三手動(dòng)三/自三動(dòng)一三體和三手動(dòng)三兩種三控制三模式三。7三、可三據(jù)用三戶需三要加三工定三制，三所有三型號(hào)三均預(yù)三留有三外接三接口三，可三擴(kuò)展三其功三能生三產(chǎn)改三性乳三化瀝三青及三產(chǎn)量三，既三可固三定式三建廠三生產(chǎn)三也可三移動(dòng)三式現(xiàn)三場(chǎng)生三產(chǎn)。8三、指三導(dǎo)安三裝、三操作三，提三供最三優(yōu)化三、最三先進(jìn)三的生三產(chǎn)工三藝和三配方三。9三、也三可通三過(guò)采三用膠三體磨三，可三提高三生產(chǎn)三效率三、降三低生三產(chǎn)溫三度、三可以三使用三粗顆三粒膠三粉，三增加三膠粉三瀝青三儲(chǔ)存三及運(yùn)三輸穩(wěn)三定性三。高速三剪切三膠體三磨優(yōu)三勢(shì)：1、三內(nèi)齒三結(jié)構(gòu)三，體三積小三，耗三能低三，產(chǎn)三量2三0-三30三噸/三小時(shí)三的膠三體磨三電機(jī)三僅5三5K三W。2、三進(jìn)口三定子三和轉(zhuǎn)三子核三心部三件，三特殊三轉(zhuǎn)子三/定三子系三統(tǒng)為三獨(dú)特三研發(fā)三材料三，抗三腐蝕三抗磨三耗，三配有三雙機(jī)三械密三封，三耐高三壓、三高溫三，保三證壽三命2三0萬(wàn)三噸以三上。3、三膠體三磨開(kāi)三關(guān)和三轉(zhuǎn)速三采用三變頻三器控三制，三電流三沖擊三小，三轉(zhuǎn)速三可據(jù)三生產(chǎn)三要求三調(diào)整三。4、三膠體三磨間三隙可三在0三.1三～5三mm三范圍三內(nèi)調(diào)三整。5、三摒棄三普通三膠體三磨多三級(jí)過(guò)三磨的三傳統(tǒng)三方式三，具三有高三剪切三性能三的多三級(jí)刀三具設(shè)三計(jì)，三通過(guò)三強(qiáng)烈三擠壓三、剪三切和三研磨三聚合三物顆三粒，三可使三高達(dá)三20三%聚三合物三的瀝三青一三次性三過(guò)磨三成功三，同三時(shí)溶三脹時(shí)三間短三。剪三切研三磨能三力是三普通三膠體三磨的三10三倍，三大大